JP2021041506A - 制御方法およびロボットシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ロボットアームにおいて跳ね返り状態が生じたか否かを判定することができる制御方法およびロボットシステムを提供すること。【解決手段】力制御を行っている際、ロボットアームが外力を受けることによって、制御点が第２位置から第１位置に向かって移動する跳ね返り状態が生じたか否かを判定する判定ステップを有し、判定ステップでは、以下の条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足した場合、跳ね返り状態が生じたと判定し、条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃの１つでも満足しない場合、跳ね返り状態が生じていないと判定することを特徴とする制御方法。条件Ａ：ロボットアームの第１位置から第２位置に向かう方向の速度成分が第１閾値よりも小さい。条件Ｂ：前記ロボットアームの第１位置から第２位置に向かう方向の加速度成分が第２閾値よりも小さい。条件Ｃ：第２位置から第１位置に向かう方向の力成分の大きさが第３閾値よりも大きい。【選択図】図３

Description

本発明は、制御方法およびロボットシステムに関する。

例えば特許文献１には、ロボットアームおよび力センサーを有するロボットをインピーダンス制御するインピーダンスパラメータ調整装置が開示されている。ユーザーが、ロボットの動作を所望の動作にするために、インピーダンスパラメータ調整装置に対してパラメータを入力、設定することにより、インピーダンスパラメータが決定する。そして、インピーダンスパラメータ調整装置がそのインピーダンスパラメータでロボットをインピーダンス制御する。

特開２００１−２７７１６２号公報

しかしながら、ユーザーが入力したインピーダンスパラメータが適切ではなかった場合、ロボットアームが受ける外力によってはロボットが意図した方向とは異なる方向に移動することがある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下のものとして実現することが可能である。

本発明の制御方法は、ロボットアームと、前記ロボットアームの先端側に設置されるエンドエフェクターと、前記ロボットアームに加わる力を検出する検出部と、前記ロボットアームの先端側に設定された制御点の速度の情報および加速度の情報を取得する取得部、とを備えるロボットの前記制御点が、第１位置から第２位置に移動するように、動作プログラムに基づいて前記ロボットアームに対して力制御を行う制御方法であって、
前記力制御を行っている際、前記ロボットアームが外力を受けることによって、前記制御点が前記第２位置から前記第１位置に向かって移動する跳ね返り状態が生じたか否かを判定する判定ステップを有し、
前記判定ステップでは、以下の条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足した場合、前記跳ね返り状態が生じたと判定し、前記条件Ａ、前記条件Ｂおよび前記条件Ｃの１つでも満足しない場合、前記跳ね返り状態が生じていないと判定することを特徴とする。
条件Ａ：前記制御点の前記第１位置から前記第２位置に向かう方向の速度成分が第１閾値よりも小さい。
条件Ｂ：前記制御点の前記第１位置から前記第２位置に向かう方向の加速度成分が第２閾値よりも小さい。
条件Ｃ：前記第２位置から前記第１位置に向かう方向の力成分の大きさが第３閾値よりも大きい。

本発明のロボットシステムは、ロボットアームと、
前記ロボットアームの先端側に設置されるエンドエフェクターと、
前記ロボットアームに加わる力を検出する検出部と、
前記ロボットアームの先端側に設定された制御点の速度の情報および加速度の情報を取得する取得部と、
前記制御点が第１位置から第２位置に移動するように、動作プログラムに基づいて前記ロボットアームに対して力制御を行う制御部と、
前記力制御を行っている際、前記ロボットアームが外力を受けることによって、前記制御点が前記第２位置から前記第１位置に向かって移動する跳ね返り状態が生じたか否かを判定する判定部と、を備え、
前記判定部は、以下の条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足した場合、前記跳ね返り状態が生じたと判定し、前記条件Ａ、前記条件Ｂおよび前記条件Ｃの１つでも満足しない場合、前記跳ね返り状態が生じていないと判定することを特徴とする。
条件Ａ：前記制御点の前記第１位置から前記第２位置に向かう方向の速度成分が第１閾値よりも小さい。
条件Ｂ：前記制御点の前記第１位置から前記第２位置に向かう方向の加速度成分が第２閾値よりも小さい。
条件Ｃ：前記第２位置から前記第１位置に向かう方向の力成分の大きさが第３閾値よりも大きい。

図１は、第１実施形態のロボットシステムの全体構成を示す図である。 図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。 図３は、図１に示す制御装置がロボットアームに対して力制御を行っている状態を示す側面図である。 図４は、図１に示す制御装置がロボットアームに対して力制御を行っている状態を示す側面図であって、跳ね返り状態が生じている様子を示す図である。 図５は、図１に示す判定装置を示す回路図である。 図６は、力制御が行われているロボットアームの制御点の目標位置と時間との関係を示すグラフである。 図７は、力制御が行われているロボットアームの速度と、時間との関係を示すグラフである。 図８は、力制御が行われているロボットアームの加速度と、時間との関係を示すグラフである。 図９は、力制御が行われているロボットアームに加わった力と、時間との関係を示すグラフである。 図１０は、力制御が行われているロボットアームの情報のログを示す表である。 図１１は、図１に示す制御装置が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。 図１２は、ディスプレイに表示される表示の一例を示す図である。 図１３は、ディスプレイに表示される表示の一例を示す図である。 図１４は、ロボットシステムについてハードウェアを中心として説明するためのブロック図である。 図１５は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例１を示すブロック図である。 図１６は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例２を示すブロック図である。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のロボットシステムの全体構成を示す図である。図２は、図１に示すロボットシステムのブロック図である。図３は、図１に示す制御装置がロボットアームに対して力制御を行っている状態を示す側面図である。図４は、図１に示す制御装置がロボットアームに対して力制御を行っている状態を示す側面図であって、跳ね返り状態が生じている様子を示す図である。図５は、図１に示す判定装置を示す回路図である。図６は、力制御が行われているロボットアームの制御点の目標位置と時間との関係を示すグラフである。図７は、力制御が行われているロボットアームの速度と、時間との関係を示すグラフである。図８は、力制御が行われているロボットアームの加速度と、時間との関係を示すグラフである。図９は、力制御が行われているロボットアームに加わった力と、時間との関係を示すグラフである。図１０は、力制御が行われているロボットアームの情報のログを示す表である。図１１は、図１に示す制御装置が行う制御動作を説明するためのフローチャートである。図１２および図１３は、ディスプレイに表示される表示の一例を示す図である。

以下、本発明の制御方法およびロボットシステムを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図１、図３および図４中の＋Ｚ軸方向、すなわち、上側を「上」、−Ｚ軸方向、すなわち、下側を「下」とも言う。また、ロボットアームについては、図１中の基台１１側を「基端」、その反対側、すなわち、エンドエフェクター２０側を「先端」とも言う。また、図１中のＺ軸方向、すなわち、上下方向を「鉛直方向」とし、Ｘ軸方向およびＹ軸方向、すなわち、左右方向を「水平方向」とする。

図１に示すように、ロボットシステム１００は、ロボット１と、ロボット１を制御するロボット制御装置（以下単に「制御装置３」と言う）と、を備え、本発明の制御方法を実行する。

ロボット１は、本実施形態では単腕の６軸垂直多関節ロボットであり、その先端部にエンドエフェクター２０を装着することができる。なお、ロボット１は、単腕型の多関節ロボットであるが、これに限定されず、例えば、双腕型の多関節ロボットであってもよい。

制御装置３は、ロボット１から離間して配置されており、プロセッサーの１例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）が内蔵されたコンピューター等で構成することができる。ロボット１は、基台１１と、ロボットアーム１０と、を有している。

基台１１は、ロボットアーム１０を下側から駆動可能に支持する支持体であり、例えば工場内の床に固定されている。ロボット１は、基台１１が中継ケーブル１８を介して制御装置３と電気的に接続されている。なお、ロボット１と制御装置３との接続は、図１に示す構成のように有線による接続に限定されず、例えば、無線による接続であってもよく、さらには、インターネットのようなネットワークを介して接続されていてもよい。

本実施形態では、ロボットアーム１０は、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第３アーム１４と、第４アーム１５と、第５アーム１６と、第６アーム１７とを有し、これらのアームが基台１１側からこの順に連結されている。なお、ロボットアーム１０が有するアームの数は、６つに限定されず、例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つまたは７つ以上であってもよい。また、各アームの全長等の大きさは、それぞれ、特に限定されず、適宜設定可能である。

基台１１と第１アーム１２とは、関節１７１を介して連結されている。そして、第１アーム１２は、基台１１に対し、鉛直方向と平行な第１回動軸を回動中心とし、その第１回動軸回りに回動可能となっている。第１回動軸は、基台１１が固定される床の法線と一致している。

第１アーム１２と第２アーム１３とは、関節１７２を介して連結されている。そして、第２アーム１３は、第１アーム１２に対し、水平方向と平行な第２回動軸を回動中心として回動可能となっている。第２回動軸は、第１回動軸に直交する軸と平行である。

第２アーム１３と第３アーム１４とは、関節１７３を介して連結されている。そして、第３アーム１４は、第２アーム１３に対して水平方向と平行な第３回動軸を回動中心として回動可能となっている。第３回動軸は、第２回動軸と平行である。

第３アーム１４と第４アーム１５とは、関節１７４を介して連結されている。そして、第４アーム１５は、第３アーム１４に対し、第３アーム１４の中心軸方向と平行な第４回動軸を回動中心として回動可能となっている。第４回動軸は、第３回動軸と直交している。

第４アーム１５と第５アーム１６とは、関節１７５を介して連結されている。そして、第５アーム１６は、第４アーム１５に対して第５回動軸を回動中心として回動可能となっている。第５回動軸は、第４回動軸と直交している。

第５アーム１６と第６アーム１７とは、関節１７６を介して連結されている。そして、第６アーム１７は、第５アーム１６に対して第６回動軸を回動中心として回動可能となっている。第６回動軸は、第５回動軸と直交している。

また、第６アーム１７は、ロボットアーム１０の中で最も先端側に位置するロボット先端部となっている。この第６アーム１７は、ロボットアーム１０の駆動により、エンドエフェクター２０ごと回動することができる。

ロボット１は、駆動部としてのモーターＭ１、モーターＭ２、モーターＭ３、モーターＭ４、モーターＭ５およびモーターＭ６と、エンコーダーＥ１、エンコーダーＥ２、エンコーダーＥ３、エンコーダーＥ４、エンコーダーＥ５およびエンコーダーＥ６とを備える。モーターＭ１は、関節１７１に内蔵され、基台１１と第１アーム１２とを相対的に回転させる。モーターＭ２は、関節１７２に内蔵され、第１アーム１２と第２アーム１３とを相対的に回転させる。モーターＭ３は、関節１７３に内蔵され、第２アーム１３と第３アーム１４とを相対的に回転させる。モーターＭ４は、関節１７４に内蔵され、第３アーム１４と第４アーム１５とを相対的に回転させる。モーターＭ５は、関節１７５に内蔵され、第４アーム１５と第５アーム１６とを相対的に回転させる。モーターＭ６は、関節１７６に内蔵され、第５アーム１６と第６アーム１７とを相対的に回転させる。

また、エンコーダーＥ１は、関節１７１に内蔵され、モーターＭ１の位置を検出する。エンコーダーＥ２は、関節１７２に内蔵され、モーターＭ２の位置を検出する。エンコーダーＥ３は、関節１７３に内蔵され、モーターＭ３の位置を検出する。エンコーダーＥ４は、関節１７４に内蔵され、モーターＭ４の位置を検出する。エンコーダーＥ５は、関節１７５に内蔵され、モーターＭ５の位置を検出する。エンコーダーＥ６は、関節１７６に内蔵され、モーターＭ６の位置を検出する。

エンコーダーＥ１〜Ｅ６は、制御装置３と電気的に接続されており、モーターＭ１〜モーターＭ６の位置が制御装置３に電気信号として送信される。そして、この位置情報に基づいて、制御装置３は、モーターＭ１を、モータードライバーＤ１を介して駆動し、制御装置３は、モーターＭ２を、モータードライバーＤ２を介して駆動し、制御装置３は、モーターＭ３を、モータードライバーＤ３を介して駆動し、制御装置３は、モーターＭ４を、モータードライバーＤ４を介して駆動し、制御装置３は、モーターＭ５を、モータードライバーＤ５を介して駆動し、制御装置３は、モーターＭ６を、モータードライバーＤ６を介して駆動する。すなわち、ロボットアーム１０を制御するということは、モーターＭ１〜モーターＭ６を制御することである。

また、ロボットアーム１０には、力を検出する力検出部１９が着脱自在に設置される。そして、ロボットアーム１０は、力検出部１９が設置された状態で駆動することができる。力検出部１９は、本実施形態では、６軸力覚センサーである。力検出部１９は、互いに直交する３個の検出軸上の力の大きさと、当該３個の検出軸まわりのトルクの大きさとを検出する。すなわち、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸方向の力成分と、Ｘ軸回りとなるＷ方向の力成分と、Ｙ軸回りとなるＶ方向の力成分と、Ｚ軸回りとなるＵ方向の力成分とを検出する。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向が鉛直方向となっている。また、各軸方向の力成分を「並進力成分」と言い、各軸回りの力成分を「トルク成分」と言うこともできる。また、力検出部１９は、６軸力覚センサーに限定されず、他の構成のものであってもよい。このような力検出部１９は、制御装置３と電気的に接続されており、検出した力に相当する情報が制御装置３に送信される。

本実施形態では、力検出部１９は、第６アーム１７に設置されている。なお、力検出部１９の設置箇所としては、第６アーム１７、すなわち、最も先端側に位置するアームに限定されず、例えば、他のアームや、隣り合うアーム同士の間であってもよい。

また、ロボット１は、ロボットアーム１０の任意の部位に設置された慣性センサー２１を有する。慣性センサー２１は、ロボットアーム１０の速度および加速度に相当する情報を検出する。また、慣性センサー２１は、制御装置３と電気的に接続されており、速度および加速度に関する情報は、制御装置３に送信され、ロボット１の制御に用いられる。なお、本実施形態では、後述するように、条件Ａおよび条件Ｂに判定には、慣性センサー２１の検出結果を用いないが、本発明では、これに限定されず、条件Ａおよび条件Ｂに判定に慣性センサー２１の検出結果を用いてもよい。この場合、力検出部１９および慣性センサー２１によって、取得部が構成される。

力検出部１９には、エンドエフェクター２０を着脱可能に装着することができる。エンドエフェクター２０は、２つの爪部を有し、互いに接近、離間させることで後述する第１部材Ｗ１等を把持する作業を行うことができる。なお、エンドエフェクター２０としては、図示の構成に限定されず、例えば、吸引、ネジ締め等を行う機能を有するものであってもよい。また、ロボットシステム１００では、ロボット座標系において、エンドエフェクター２０の先端には、制御点であるツールセンターポイントＴＣＰが設定されている。すなわち、エンドエフェクター２０の各爪部が接触した状態における先端にツールセンターポイントＴＣＰが設定されている。
このようなロボット１は、制御装置３によって、作動が制御される。

次に、制御装置３について説明する。
ロボットシステム１００は、制御装置３と、教示装置４と、を備えている。制御装置３は、中継ケーブル１８によりロボット１と通信可能に接続される。なお、制御装置３の構成要素がロボット１に備えられていても良い。制御装置３と教示装置４とはケーブルで、または無線通信可能に接続される。教示装置４は、専用のコンピューターであってもよいし、ロボット１を教示するためのプログラムがインストールされた汎用のコンピューターであってもよい。例えばロボット１を教示するための専用装置であるティーチングペンダントを教示装置４の代わりに用いても良い。さらに、制御装置３と教示装置４とは、図１に示すように別々の筐体を備えていてもよいし、一体に構成されていてもよい。

教示装置４には、制御装置３に後述する目標位置Ｓ_ｔと目標力ｆ_Ｓｔとを引数とする実行プログラムを生成して制御装置３にロードするための教示プログラムがインストールされている。教示装置４は、ディスプレイ４１やプロセッサーやＲＡＭやＲＯＭを備え、これらのハードウェア資源が教示プログラムと協働して実行プログラムを生成する。なお、教示装置４のディスプレイ４１が、後述する報知部として機能する。

制御装置３は、ロボット１の制御を行うための制御プログラムがインストールされたコンピューターである。制御装置３は、インピーダンス制御部３０と、判定部３４と、記憶部３５と、を有する。この制御装置３は、ロボット１の動作を力制御等で制御することが可能である。「力制御」とは、力検出部１９の検出結果に基づいて、エンドエフェクター２０の位置、すなわち、ツールセンターポイントＴＣＰの位置や、第１アーム１２〜第６アーム１７の姿勢を変更したりするロボット１の動作の制御のことである。力制御には、例えば、インピーダンス制御と、フォーストリガー制御とが含まれている。

インピーダンス制御部３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを備え、図５に示すように、座標変換部３１、座標変換部３２、補正部３３および演算部３６により構成される。また、インピーダンス制御部３０は、判定部３４からの入力や、記憶部３５に記憶されたプログラム等に基づいて、ロボットアーム１０の各部、エンドエフェクター２０、教示装置４の駆動をそれぞれ独立して制御する。

フォーストリガー制御では、力検出部１９により力検出を行い、その力検出部１９により所定の力を検出するまで、ロボットアーム１０に移動や姿勢の変更の動作をさせる。

インピーダンス制御は、倣い制御を含む。まず、簡単に説明すると、インピーダンス制御では、ロボットアーム１０の先端部に加わる力を可能な限り所定の力に維持、すなわち、力検出部１９により検出される所定方向の力を可能な限り目標力ｆ_Ｓｔに維持するようにロボットアーム１０の動作を制御する。これにより、例えば、ロボットアーム１０に対してインピーダンス制御を行うと、ロボットアーム１０は、対象物に対し、前記所定方向について倣う動作を行う。なお、目標力ｆ_Ｓｔには、０も含まれる。例えば、倣い動作の場合には、目標値を「０」とすることができる。なお、目標力ｆ_Ｓｔを０以外の数値とすることもできる。この目標力ｆ_Ｓｔは、作業者が適宜設定可能である。

制御装置３は、モーターＭ１〜モーターＭ６の回転角度の組み合わせと、ロボット座標系におけるツールセンターポイントＴＣＰの位置との対応関係を記憶している。また、制御装置３は、ロボット１が行う作業の工程ごとに目標位置Ｓ_ｔと目標力ｆ_Ｓｔとの少なくとも一方をコマンドに基づいて記憶する。目標位置Ｓ_ｔと目標力ｆ_Ｓｔを引数（パラメーター）とするコマンドはロボット１が行う作業の工程ごとに設定される。

制御装置３は、設定された目標位置Ｓ_ｔと目標力ｆ_ＳｔとがツールセンターポイントＴＣＰにて一致されるように、コマンドに基づいて第１アーム１２〜第６アーム１７を制御する。目標力ｆ_Ｓｔとは、第１アーム１２〜第６アーム１７の動作に応じて力検出部１９が検出すべき力である。ここで、「Ｓ」の文字は、ロボット座標系を規定する軸の方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｕ，Ｖ，Ｗ）のいずれか１つの方向を表すこととする。また、Ｓは、Ｓ方向の位置も表すこととする。例えば、Ｓ＝Ｘの場合、ロボット座標系にて設定された目標位置のＸ方向成分がＳ_ｔ＝Ｘ_ｔとなり、目標力のＸ方向成分がｆ_Ｓｔ＝ｆ_Ｘｔとなる。

また、制御装置３では、モーターＭ１〜モーターＭ６の回転角度を取得すると、図５に示す座標変換部３１が、対応関係に基づいて、当該回転角度をロボット座標系におけるツールセンターポイントＴＣＰの位置Ｓ（Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｖ，Ｗ，Ｕ）に変換する。そして、座標変換部３２が、ツールセンターポイントＴＣＰの位置Ｓと、力検出部１９の検出値とに基づいて、力検出部１９に現実に作用している作用力ｆ_Ｓをロボット座標系において特定する。

作用力ｆ_Ｓの作用点は、ツールセンターポイントＴＣＰとは別に原点Ｏとして定義される。原点Ｏは、力検出部１９が力を検出している点に対応する。なお制御装置３は、ロボット座標系におけるツールセンターポイントＴＣＰの位置Ｓごとに、力検出部１９のセンサー座標系における検出軸の方向を規定した対応関係を記憶している。従って、制御装置３は、ロボット座標系におけるツールセンターポイントＴＣＰの位置Ｓと対応関係とに基づいて、ロボット座標系における作用力ｆ_Ｓを特定できる。また、ロボットに作用するトルクは、作用力ｆ_Ｓと、ツール接触点、すなわち、エンドエフェクター２０とワークの接触点から力検出部１９までの距離とから算出することができ、トルク成分として特定される。

補正部３３は、作用力ｆ_Ｓに対して重力補償を行う。重力補償とは、作用力ｆ_Ｓから重力に起因する力やトルクの成分を除去することである。重力補償を行った作用力ｆ_Ｓは、エンドエフェクター２０に作用している重力以外の力と見なすことができる。

また、補正部３３は、作用力ｆ_Ｓに対して慣性補償を行う。慣性補償とは、作用力ｆ_Ｓから慣性力に起因する力やトルクの成分を除去することである。慣性補償を行った作用力ｆ_Ｓは、エンドエフェクター２０に作用している慣性力以外の力と見なすことができる。

判定部３４は、後述するように、ロボットアーム１０に対して力制御を行っている際、ロボットアーム１０が外力を受けることによって、ツールセンターポイントＴＣＰが第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かって移動する跳ね返り状態が生じたか否かを判定する。このことに関しては、後に詳述する。

なお、本実施形態では、判定部３４は、制御装置３内に内蔵された構成である。ただし、これに限定されず、判定部３４は、判定装置として、制御装置３とは別の場所に設置されていてもよい。この場合、制御装置３と判定装置とは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して接続されていてもよい。

記憶部３５には、インピーダンス制御部３０により実行可能な各種プログラム、制御動作中に用いる基準データ、閾値、検量線等が記憶されている。なお、各種プログラムには、本発明の制御方法を実行するためのプログラムが含まれている。記憶部３５は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリーや、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー等を含んで構成されている。なお、記憶部３５は、非着脱式に限らず、着脱式の外部記憶装置を有する構成であってもよい。また、記憶部３５は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して別の場所に設置されていてもよい。

また、記憶部３５には、図６〜図９に示すようなデータや、図１０に示すようなデータが随時更新、記憶される。図６は、力制御が行われているロボットアーム１０のツールセンターポイントＴＣＰの目標位置と、時間との関係を示すグラフである。図６のグラフでは、横軸が時間（ｍｓ）、縦軸がツールセンターポイントＴＣＰの目標位置の座標を示している。図７は、力制御が行われているロボットアーム１０の速度と、時間との関係を示すグラフである。図７のグラフでは、横軸が時間（ｍｓ）、縦軸が、ツールセンターポイントＴＣＰのＺ軸方向の速度成分を示している。図８は、力制御が行われているロボットアーム１０の加速度と、時間との関係を示すグラフである。図８のグラフでは、横軸が時間（ｍｓ）、縦軸が、ツールセンターポイントＴＣＰのＺ軸方向の加速度成分を示している。図９は、力制御が行われているロボットアーム１０に加わった力、すなわち、力検出部１９が検出した力と、時間との関係を示すグラフである。図９のグラフでは、横軸が時間（ｍｓ）、縦軸が、力検出部１９が検出したＺ軸方向の力成分を示している。

図１０は、力制御が行われているロボットアーム１０の情報のログを示す表である。図１０に示す表では、表中左側から、「Ｆｚ Ｆｏｒｃｅ」、「ＣｕｒＰｏｓ」、「ＴＣＰＳｐｅｅｄ」、「ＴＣＰＡｃｃｅｌ」、「判定ロジック」、「判定ロジック」、「判定ロジック」の項目が記されており、これらの項目が２ｍｓごとに記憶されている。

「ＥｌａｐｓｅｄＴｉｍｅ［ｍｓｅｃ］」の項目は、力制御を開始してからの経過時間を示している。「Ｆｚ Ｆｏｒｃｅ」の項目は、力検出部１９が検出したＺ軸方向、すなわち、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の力成分を示している。「ＣｕｒＰｏｓ」の項目は、ツールセンターポイントＴＣＰの目標位置の座標を示している。「ＴＣＰＳｐｅｅｄ」は、ロボットアーム１０のＺ軸方向の速度成分を示している。「ＴＣＰＡｃｃｅｌ」は、ロボットアーム１０のＺ軸方向の加速度成分を示している。「判定ロジック」の項目は、「Ｆｚ Ｆｏｒｃｅ」、「ＴＣＰＳｐｅｅｄ」および「ＴＣＰＡｃｃｅｌ」の項目の一括した判定結果を示している。

次に、インピーダンス制御について説明する。
インピーダンス制御は、仮想の機械的インピーダンスをモーターＭ１〜モーターＭ６によって実現する能動インピーダンス制御である。制御装置３は、このようなインピーダンス制御を、ワークの嵌合作業、螺合作業、研磨作業等、エンドエフェクター２０が対象物であるワークから力を受ける接触状態の工程で実行する。なお、このような工程以外であっても、例えば、人がロボット１に接触した際にインピーダンス制御を行うことにより、安全性を高めることができる。

インピーダンス制御では、目標力ｆ_Ｓｔを後述する運動方程式に代入してモーターＭ１〜モーターＭ６の回転角度を導出する。制御装置３がモーターＭ１〜モーターＭ６を制御する信号は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調された信号である。運動方程式に基づいて目標力ｆ_Ｓｔから回転角度を導出してモーターＭ１〜モーターＭ６を制御するモードを力制御モードという。また制御装置３は、エンドエフェクター２０が外力を受けない非接触状態の工程では、目標位置Ｓ_ｔから線形演算で導出する回転角度でモーターＭ１〜モーターＭ６を制御する。目標位置Ｓ_ｔから線形演算で導出する回転角度でモーターＭ１〜モーターＭ６を制御するモードを位置制御モードという。また制御装置３は、目標位置Ｓ_ｔから線形演算で導出する回転角度と目標力ｆ_Ｓｔを運動方程式に代入して導出する回転角度とを例えば線型結合によって統合し、統合した回転角度でモーターＭ１〜モーターＭ６を制御するハイブリッドモードでもロボット１を制御する。制御装置３は、位置制御モードと力制御モードとハイブリッドモードとを力検出部１９またはエンコーダーＥ１〜Ｅ６の検出値に基づいて自律的に切り替え可能であり、また、入力されたコマンドに応じて位置制御モードと力制御モードとハイブリッドモードを切り替えることもできる。以上の構成より制御装置３は、エンドエフェクター２０が目標の位置において目標の姿勢となり、かつ、エンドエフェクター２０に目標の力とモーメントとが作用するようにロボットアーム１０を駆動することができる。

制御装置３は、目標力ｆ_Ｓｔと作用力ｆ_Ｓとをインピーダンス制御の運動方程式に代入することにより、力由来補正量ΔＳを特定する。力由来補正量ΔＳとは、ツールセンターポイントＴＣＰが機械的インピーダンスを受けた場合に、目標力ｆ_Ｓｔとの力偏差Δｆ_Ｓ（ｔ）を解消するために、ツールセンターポイントＴＣＰが移動すべき位置Ｓの大きさを意味する。下記の式（１）は、インピーダンス制御の運動方程式である。

式（１）の左辺は、ツールセンターポイントＴＣＰの位置Ｓの２階微分値に仮想慣性係数ｍ（以下、「質量係数ｍ」という）を乗算した第１項と、ツールセンターポイントＴＣＰの位置Ｓの微分値に仮想粘性係数ｄ（以下、「粘性係数ｄ」という）を乗算した第２項と、ツールセンターポイントＴＣＰの位置Ｓに仮想弾性係数ｋ（以下、「弾性係数ｋ」という）を乗算した第３項とによって構成される。式（１）の右辺は、目標力ｆ_Ｓｔから現実の力ｆを減算した力偏差Δｆ_Ｓ（ｔ）によって構成される。式（１）における微分とは、時間による微分を意味する。ロボット１が行う工程において、目標力ｆ_Ｓｔとして一定値が設定される場合もあるし、目標力ｆ_Ｓｔとして時間の関数が設定される場合もある。

質量係数ｍは、ツールセンターポイントＴＣＰが仮想的に有する質量を意味し、粘性係数ｄは、ツールセンターポイントＴＣＰが仮想的に受ける粘性抵抗を意味し、弾性係数ｋは、ツールセンターポイントＴＣＰが仮想的に受ける弾性力のバネ定数を意味する。

質量係数ｍの値が大きくなるにつれて、動作の加速度が小さくなり、質量係数ｍの値が小さくなるにつれて動作の加速度が大きくなる。粘性係数ｄの値が大きくなるにつれて、動作の速度が遅くなり、粘性係数ｄの値が小さくなるにつれて動作の速度が速くなる。弾性係数ｋの値が大きくなるにつれて、バネ性が大きくなり、弾性係数ｋの値が小さくなるにつれて、バネ性が小さくなる。

本明細書では、質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋを制御パラメーターと言う。これら質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋは、方向ごとに異なる値に設定されてもよいし、方向に関わらず共通の値に設定されてもよい。また、質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋは、作業者が、作業前に教示装置４から適宜入力、設定可能である。

このように、ロボットシステム１００では、力検出部１９の検出値と、予め設定された制御パラメーターと、予め設定された目標力から求めた補正量を求める。この補正量は、前述した力由来補正量ΔＳのことであり、外力を受けたその位置からツールセンターポイントＴＣＰを移動すべき位置との差のことである。そして、この力由来補正量ΔＳを、外力を受けた位置に移動させるために用いていた位置制御指令値（以下、単に「指令値」と言う）に合算して、新たな指令値を求める。そしてこの新たな指令値によりロボットを制御することにより、力由来補正量ΔＳを加味した位置にツールセンターポイントＴＣＰを移動させて、外力が加わった衝撃を緩和し、ロボットに接触した対象物に対し、それ以上負荷がかかるのを緩和することができる。その結果、作業を安全かつ安定的に行うことができる。

次に、判定部３４について説明する。判定部３４は、後述するように、ロボットアーム１０に対して力制御を行っている際、ロボットアーム１０が外力を受けることによって、ツールセンターポイントＴＣＰが第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かって移動する跳ね返り状態が生じたか否かを判定する。

具体的には、跳ね返り状態は、例えば、以下のような現象のことを言う。
以下では、図４に示すように、エンドエフェクター２０は、棒状の第１部材Ｗ１を、第２部材Ｗ２の孔Ｗ３に嵌合させる作業を行う場合について説明する。第２部材Ｗ２は、孔Ｗ３の延在方向がＺ軸に沿う向きで図示しない作業面に配置されている。そして、ロボット１は、エンドエフェクター２０が第１部材Ｗ１を把持したまま、ツールセンターポイントＴＣＰが開始位置である第１位置Ｐ１から目標位置である第２位置Ｐ２に位置するまで力制御を行う。第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２は、＋Ｚ軸側からこの順で並んで配置されている。

図４に示すように、例えば、棒状の第１部材Ｗ１を、第２部材Ｗ２の孔Ｗ３に挿入する際、力制御の速度によっては、第１部材Ｗ１と孔Ｗ３の縁部が接触したときや、第１部材Ｗ１と孔Ｗ３の内面とが接触したとき等にロボットアーム１０に不本意な負荷がかかり、ツールセンターポイントＴＣＰが第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かう方向に意図せず移動してしまうことがある。また、その後、ツールセンターポイントＴＣＰが＋Ｚ軸側および−Ｚ軸側への移動を交互に繰り返してしまうようなことがある。このような現象を跳ね返り状態という。

すなわち、跳ね返り状態とは、所定の経路を辿っているにも関わらず、外力を受けることによって、その経路を戻ってしまうことを言う。また、辿っていた経路と、戻る際の経路とが完全に一致していなくても、生じたずれが２０°以内であれば、跳ね返り状態に含まれる。

このような跳ね返り状態が生じるということは、ユーザーが設定した質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋの値が適切ではない。特に、粘性係数ｄの設定値が大きすぎるために生じることが分かっている。このような跳ね返り状態が生じた場合、質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋの値を再設定しなおす必要がある。

従来では、ユーザーがロボットアームの様子を目視で確認して、跳ね返り状態が生じたか否かを判断し、その後、質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋの値を再設定していた。しかしながら、目視で跳ね返り状態を確認するのは、きわめて難しく、また、質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋの値の再設定も、きわめて難しい。

このようなことを鑑みて、本発明では、以下のような制御を行うことにより、上記課題を解決した。以下、このことを説明する。
判定部３４は、以下の条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足した場合、跳ね返り状態が生じたと判定し、条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃの１つでも満足しない場合、跳ね返り状態が生じていないと判定する。
条件Ａ：ツールセンターポイントＴＣＰの第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の速度成分が第１閾値Ｓ１よりも小さい。
条件Ｂ：ツールセンターポイントＴＣＰの第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の加速度成分が第２閾値Ｓ２よりも小さい。
条件Ｃ：第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かう方向の力成分の大きさが第３閾値Ｓ３よりも大きい。
このような判定を行うことにより、力制御中に跳ね返り状態が生じたことを正確に検出することができる。以下、具体的に説明する。

図５に示すように、インピーダンス制御部３０は、演算部３６（演算回路）を有する。この演算部３６は、図１０に示す「ＥｌａｐｓｅｄＴｉｍｅ」の項目と、「ＣｕｒＰｏｓ」の項目とから、ロボットアーム１０の第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の速度成分と、ロボットアーム１０の第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の加速度成分と、を演算して算出する。すなわち、演算部３６は、記憶部３６に記憶された経過時間と、ツールセンターポイントＴＣＰの位置とに基づいて、ツールセンターポイントＴＣＰの速度および加速度を求める。この演算部３６が、ツールセンターポイントの速度および加速度の情報を取得する取得部である。

そして、判定部３４は、ツールセンターポイントＴＣＰの第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の速度成分が第１閾値Ｓ１よりも小さいか否かを判定する。この判定が、条件Ａを満足するか否かの判定（第１判定）である。

また、判定部３４は、ツールセンターポイントＴＣＰの第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の加速度成分が第２閾値Ｓ２よりも小さいか否かを判定する。この判定が、条件Ｂを満足するか否かの判定（第２判定）である。

また、図５に示すように、インピーダンス制御部３０には、力検出部１９がＡ／Ｄ変換部２１３を介して接続されている。このため、力検出部１９の検出結果がインピーダンス制御部３０を介して記憶部３５に記憶される。演算部３６は、力検出部１９の検出結果から第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かう方向の力成分を算出する。この算出結果が、図１０に示すように、記憶部３５に随時記憶される。

そして、判定部３４は、第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かう方向の力成分の大きさが第３閾値Ｓ３よりも大きいか否かを判定する。この判定が、条件Ｃを満足するか否かの判定（第３判定）である。

このように、判定部３４が条件Ａ〜条件Ｃを満足するか否かを判定し、の条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足した場合、跳ね返り状態が生じたと判定し、条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃの１つでも満足しない場合、跳ね返り状態が生じていないと判定（総合判定）する。このような判定を行うことにより、目視で確認するのが難しい跳ね返り状態が生じたか否かを正確に判定することができる。

また、図示の構成では、２ｍｓ毎に条件Ａ〜条件Ｃを判定しているが、このサイクルタイムは、特に限定されない。

また、例えば、図７中丸印で囲んでいる部分が、条件Ａを満足する状態を示している。また、例えば、図８中丸印で囲んでいる部分が、条件Ｂを満足する状態を示している。また、例えば、図９中丸印で囲んでいる部分が、条件Ｃを満足する状態を示している。条件Ａおよび条件Ｂは、同時に満足しているが、条件Ｃは、条件Ａおよび条件Ｂよりも後に満足している。

これは、条件Ｃの判定はリアルタイムで行うことができるが、条件Ａおよび条件Ｂの判定は、過去の「ＥｌａｐｓｅｄＴｉｍｅ」の項目および「ＣｕｒＰｏｓ」の項目に基づいて算出するため、条件Ｃの判定よりも遅い。このタイムラグは、例えば、８０ｍｓ程度である。このようなことを鑑みて、図１０に示すログにおいて、所定の経過時間における条件Ｃの判定とともに、条件Ａおよび条件Ｂの判定は、条件Ｃの判定を行った経過時間から所定時間遡った経過時間における「ＣｕｒＰｏｓ」の項目の数値を用いるのが好ましい。すなわち、条件Ａ〜条件Ｃを満足するか否かの判定において、条件Ａおよび条件Ｂの判定は、「Ｆｚ Ｆｏｒｃｅ」の判定の対象となる時間の所定数上の段の数値で判定するのが好ましい。これにより、条件Ａ〜条件Ｃを満足したか否かの判定をよりリアルタイムに近い判定とすることができ、さらに正確に判定することができる。

また、インピーダンス制御部３０は、この判定結果を教示装置４のディスプレイ４１に表示して報知する。これにより、ユーザーは、跳ね返り状態が生じたことを認識することができる。すなわち、ユーザーが設定した質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋの値が適切ではないことを認識することができ、ユーザーが質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋの再設定を行うことができる。

また、質量係数ｍ、粘性係数ｄおよび弾性係数ｋの再設定は、熟練度の低いユーザーには難しいが、以下のような表示を行うことにより、熟練度の低いユーザーであっても再設定を行うことができる。

例えば、図１２および図１３に示すようなポップアップウインドウをディスプレイ４１に表示することにより、ユーザーに上記を報知することができる。

図１２に示すポップアップウインドウ４０１には、「Ｆｚ軸方向で跳ね返り動作を検出しました。所望の動作でない場合、ＬｉｍｉｔＡｃｃｅｌまたはＦｉｒｍｎｅｓｓプロパティーの値を増加させてください。詳しい調整方法は、説明書を参照してください。」という文字が表示されている。

また、例えば、図１３に示すポップアップウインドウ４０２には、「Ｆｚ軸方向で跳ね返り動作を検出しました。所望の動作でない場合、パラメーター調整が必要です。説明書を参照してください。」という文字と、力検出部１９が検出した力と時間との関係を示すグラフとが表示されている。

このような表示を行うことにより、力制御パラメーターの再設定をユーザーに促すことができる。特に、図１２中の「Ｆｉｒｍｎｅｓｓ」は、粘性係数ｄを示している。この粘性係数ｄは、跳ね返り状態が生じる主な原因である。粘性係数ｄの値を大きくするように促す表示を行うことにより、ユーザーは、力パラメーターの再設定を的確に行うことができる。

なお、上記では、判定結果を報知する報知部として、教示装置４のディスプレイ４１に表示する構成について説明したが、本発明では、これに限定されず、例えば、ディスプレイ４１とは異なる表示部に表示する構成であってもよく、音声により報知する構成であってもよく、これらを組み合わせて報知する構成であってもよい。

以上説明したように、本発明のロボットシステム１００は、ロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端側に設置されるエンドエフェクター２０と、ロボットアーム１０に加わる力を検出する検出部である力検出部１９と、ロボットアーム１０の先端側に設定された制御点であるツールセンターポイントＴＣＰの速度の情報および加速度の情報を取得する取得部である演算部３６と、ツールセンターポイントＴＣＰが、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動するように、動作プログラムに基づいてロボットアーム１０に対して力制御を行う制御部としてのインピーダンス制御部３０と、力制御を行っている際、ロボットアーム１０が外力を受けることによって、ツールセンターポイントＴＣＰが第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かって移動する跳ね返り状態が生じたか否かを判定する判定部３４と、を備える。また、判定部３４は、以下の条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足した場合、跳ね返り状態が生じたと判定し、条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃの１つでも満足しない場合、跳ね返り状態が生じていないと判定する。
条件Ａ：ツールセンターポイントＴＣＰの第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の速度成分が第１閾値Ｓ１よりも小さい。
条件Ｂ：ツールセンターポイントＴＣＰの第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の加速度成分が第２閾値Ｓ２よりも小さい。
条件Ｃ：第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かう方向の力成分の大きさが第３閾値Ｓ３よりも大きい。
このような判定を行うことにより、力制御中に、目視では確認が困難である跳ね返り状態が生じたことを正確に判定することができる。

次に、本発明の制御方法、すなわち、制御装置３が行う制御動作について、図１１に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、ステップＳ１０１において、ユーザーが設定した力制御パラメーターに基づいて力制御を開始する（図３および図４参照）。この際、力検出部１９による検出、および、速度、加速度の算出も開始する。

次に、ステップＳ１０２において、前述したように条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足しているか否かを判定する。ステップＳ１０２が、跳ね返り状態が生じたか否かを判定する判定ステップである。

ステップＳ１０２において、条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足していた場合、跳ね返り状態が生じているとみなし、ステップＳ１０３において、図１２や図１３に示すようなポップアップを表示する。このステップＳ１０３が、判定ステップの判定結果を報知する報知ステップである。

このように、判定ステップの判定結果を報知する報知ステップを有することにより、ユーザーは、跳ね返り状態が生じたことを認識することができる。

また、制御装置３が行う力制御は、設定された仮想粘性係数である粘性係数ｄを含む力制御パラメーターに基づいて行われるものである。そして、報知ステップでは、現状の粘性係数ｄの大小に関する情報を報知する。これにより、ユーザーは、跳ね返り状態が生じる主な原因である粘性係数ｄの再設定を的確に行うことができる。

次に、ステップＳ１０４において、動作プログラムが完了したか否かを判断する。ステップＳ１０４において、完了していないと判断した場合、ステップＳ１０２に戻り、以降のステップを順次繰り返す。

以上説明したように、本発明の制御方法は、ロボットアーム１０と、ロボットアーム１０の先端側に設置されるエンドエフェクター２０と、ロボットアーム１０に加わる力を検出する検出部である力検出部１９と、ロボットアーム１０の先端側に設定された制御点であるツールセンターポイントＴＣＰの速度の情報および加速度の情報を取得する取得部である演算部３６と、を備えるロボット１のツールセンターポイントＴＣＰが、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動するように、動作プログラムに基づいてロボットアーム１０に対して力制御を行う制御方法である。また、本発明の制御方法は、力制御を行っている際、ロボットアーム１０が外力を受けることによって、ツールセンターポイントＴＣＰが第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かって移動する跳ね返り状態が生じたか否かを判定する判定ステップを有し、判定ステップでは、以下の条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足した場合、跳ね返り状態が生じたと判定し、条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃの１つでも満足しない場合、跳ね返り状態が生じていないと判定することを特徴とする。
条件Ａ：ツールセンターポイントＴＣＰの第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の速度成分が第１閾値Ｓ１よりも小さい。
条件Ｂ：ツールセンターポイントＴＣＰの第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向かう方向の加速度成分が第２閾値Ｓ２よりも小さい。
条件Ｃ：第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向かう方向の力成分の大きさが第３閾値Ｓ３よりも大きい。
これにより、力制御中に、目視では確認が困難である跳ね返り状態が生じたことを正確に判定することができる。

なお、本実施形態では、判定ステップの後に、判定ステップの結果に基づいて、報知ステップを行う構成であるが、本発明ではこれに限定されず、例えば、判定ステップの後に報知ステップを省略し、代わりに、力制御パラメーターの補正を行う補正ステップを行ってもよく、報知ステップを省略せずに、報知ステップと補正ステップとを同時または順次行ってもよい。

また、判定ステップでは、条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足する時間が所定時間に達したときに、跳ね返り状態が生じたと判断してもよい。これにより、誤検出が生じるのを防止または抑制することができる。

また、条件Ａを満足するか否かの判定においても、所定時間に達したときに、跳ね返り状態が生じたと判断してもよい。このことは、条件Ｂおよび条件Ｃについても同様である。

また、制御装置３は、図１０に示すような力制御が行われているロボットアームの情報のログに基づいて、分類手法として深層学習を用いた判定を行ってもよい。深層学習としては、ＤＮＮ（Deep Neural Network）、ＣＮＮ（Convolutional Neural Network）、ＲＮＮ（Recurrent Neural Network）等が挙げられる。このような深層学習を用いた判定を行うことにより、跳ね返り状態が生じたときのロボットアームの動作の特徴を抽出し、その抽出結果を判定に反映させることができ、さらに正確な判定を行うことができる。

＜ロボットシステムの他の構成例＞
図１４は、ロボットシステムについてハードウェアを中心として説明するためのブロック図である。

図１４には、ロボット１とコントローラー６１とコンピューター６２が接続されたロボットシステム１００Ａの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コントローラー６１にあるプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、コンピューター６２に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出してコントローラー６１を介して実行されてもよい。

従って、コントローラー６１とコンピューター６２とのいずれか一方または両方を「制御装置」として捉えることができる。

＜変形例１＞
図１５は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例１を示すブロック図である。

図１５には、ロボット１に直接コンピューター６３が接続されたロボットシステム１００Ｂの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コンピューター６３に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して直接実行される。
従って、コンピューター６３を「制御装置」として捉えることができる。

＜変形例２＞
図１６は、ロボットシステムのハードウェアを中心とした変形例２を示すブロック図である。

図１６には、コントローラー６１が内蔵されたロボット１とコンピューター６６が接続され、コンピューター６６がＬＡＮ等のネットワーク６５を介してクラウド６４に接続されているロボットシステム１００Ｃの全体構成が示されている。ロボット１の制御は、コンピューター６６に存在するプロセッサーによりメモリーにある指令を読み出して実行されてもよいし、クラウド６４上に存在するプロセッサーによりコンピューター６６を介してメモリーにある指令を読み出して実行されてもよい。

従って、コントローラー６１とコンピューター６６とクラウド６４とのいずれか１つ、または、いずれか２つ、または、３つを「制御装置」として捉えることができる。

以上、本発明の制御方法およびロボットシステムを図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。また、ロボットシステムを構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。

１…ロボット、３…制御装置、４…教示装置、１０…ロボットアーム、１１…基台、１２…第１アーム、１３…第２アーム、１４…第３アーム、１５…第４アーム、１６…第５アーム、１７…第６アーム、１８…中継ケーブル、１９…力検出部、２０…エンドエフェクター、２１…慣性センサー、３０…インピーダンス制御部、３１…座標変換部、３２…座標変換部、３３…補正部、３４…判定部、３５…記憶部、４１…ディスプレイ、６１…コントローラー、６２…コンピューター、６３…コンピューター、６４…クラウド、６５…ネットワーク、６６…コンピューター、１００…ロボットシステム、１００Ａ…ロボットシステム、１００Ｂ…ロボットシステム、１００Ｃ…ロボットシステム、１７１…関節、１７２…関節、１７３…関節、１７４…関節、１７５…関節、１７６…関節、２１３…Ａ／Ｄ変換部、４０１…ポップアップウインドウ、４０２…ポップアップウインドウ、Ｄ１…モータードライバー、Ｄ２…モータードライバー、Ｄ３…モータードライバー、Ｄ４…モータードライバー、Ｄ５…モータードライバー、Ｄ６…モータードライバー、Ｅ１…エンコーダー、Ｅ２…エンコーダー、Ｅ３…エンコーダー、Ｅ４…エンコーダー、Ｅ５…エンコーダー、Ｅ６…エンコーダー、Ｍ１…モーター、Ｍ２…モーター、Ｍ３…モーター、Ｍ４…モーター、Ｍ５…モーター、Ｍ６…モーター、Ｐ１…第１位置、Ｐ２…第２位置、ＴＣＰ…ツールセンターポイント、Ｗ１…第１部材、Ｗ２…第２部材、Ｗ３…孔

Claims (4)

1. ロボットアームと、前記ロボットアームの先端側に設置されるエンドエフェクターと、前記ロボットアームに加わる力を検出する検出部と、前記ロボットアームの先端側に設定された制御点の速度の情報および加速度の情報を取得する取得部、とを備えるロボットの前記制御点が、第１位置から第２位置に移動するように、動作プログラムに基づいて前記ロボットアームに対して力制御を行う制御方法であって、
   前記力制御を行っている際、前記ロボットアームが外力を受けることによって、前記制御点が前記第２位置から前記第１位置に向かって移動する跳ね返り状態が生じたか否かを判定する判定ステップを有し、
   前記判定ステップでは、以下の条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足した場合、前記跳ね返り状態が生じたと判定し、前記条件Ａ、前記条件Ｂおよび前記条件Ｃの１つでも満足しない場合、前記跳ね返り状態が生じていないと判定することを特徴とする制御方法。
   条件Ａ：前記制御点の前記第１位置から前記第２位置に向かう方向の速度成分が第１閾値よりも小さい。
   条件Ｂ：前記制御点の前記第１位置から前記第２位置に向かう方向の加速度成分が第２閾値よりも小さい。
   条件Ｃ：前記第２位置から前記第１位置に向かう方向の力成分の大きさが第３閾値よりも大きい。
2. 前記判定ステップの判定結果を報知する報知ステップを有する請求項１に記載の制御方法。
3. 前記力制御は、設定された仮想粘性係数を含む力制御パラメーターに基づいて行われ、
   前記報知ステップでは、現状の前記仮想粘性係数の大小に関する情報を報知する請求項２に記載の制御方法。
4. ロボットアームと、
   前記ロボットアームの先端側に設置されるエンドエフェクターと、
   前記ロボットアームに加わる力を検出する検出部と、
   前記ロボットアームの先端側に設定された制御点の速度の情報および加速度の情報を取得する取得部と、
   前記制御点が第１位置から第２位置に移動するように、動作プログラムに基づいて前記ロボットアームに対して力制御を行う制御部と、
   前記力制御を行っている際、前記ロボットアームが外力を受けることによって、前記制御点が前記第２位置から前記第１位置に向かって移動する跳ね返り状態が生じたか否かを判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、以下の条件Ａ、条件Ｂおよび条件Ｃを満足した場合、前記跳ね返り状態が生じたと判定し、前記条件Ａ、前記条件Ｂおよび前記条件Ｃの１つでも満足しない場合、前記跳ね返り状態が生じていないと判定することを特徴とするロボットシステム。
   条件Ａ：前記制御点の前記第１位置から前記第２位置に向かう方向の速度成分が第１閾値よりも小さい。
   条件Ｂ：前記制御点の前記第１位置から前記第２位置に向かう方向の加速度成分が第２閾値よりも小さい。
   条件Ｃ：前記第２位置から前記第１位置に向かう方向の力成分の大きさが第３閾値よりも大きい。

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